JPH0565409A - ポリアミド樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、耐水性、耐薬品性、機械的性質、
成形時の流動性、ウエルド部の強度 及び剛性に優れ、
且つそり変形の少ない軽量のポリアミド樹脂組成物を得
ることを目的とする。 【構成】 メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂３０〜
８０重量％と、不飽和脂肪族カルボン酸もしくはその酸
無水物を反応させて得られる変性ポリフェニレンエーテ
ル樹脂７０〜２０重量％とからなる（ここで、重量％の
合計は１００重量％とする）樹脂組成物１００重量部
に、炭素繊維５〜２５重量部およびガラスフレーク５〜
２５重量部を配合してなるポリアミド樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリアミド樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル樹脂、炭素繊維及びガラスフレークか
らなるポリアミド樹脂組成物に関する。更に詳しくは、
本発明は、耐水性、耐薬品性、機械的性質、成形時の流
動性、及び剛性に優れ、ウエルド部の強度が改良され
た、且つそり変形の少ない軽量のポリアミド樹脂組成物
に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】現在、家電製品、ＯＡ機器などの電子機
器の小型化、軽量化が要求されており、そのためこれら
の機器にプラスチックの使用が検討されている。そのた
め上記電子機器用に使用する材料が金属から軽量である
プラスチックに変わってきている。しかし、現在使用さ
れているプラスチックでは充分な軽量化が達成されてお
らず、更に一層の軽量化が望まれている。これまで、成
形性が良く、安価で外観仕上がりの良いＡＢＳ樹脂、Ａ
Ｓ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂などが検討さ
れてきているが、剛性等が不十分であり、実用上満足す
るものは得られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き公知技術の欠陥を克服し、薄肉で軽量の電子機器
用筐体材料として、耐水性、耐薬品性、成形時の流動
性、機械的性質、及び剛性に優れ、ウエルド部の強度が
改良された、且つそり変形の少ない成形用樹脂組成物を
提供する事にある。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明者らは、鋭意検討の
結果、特定のポリアミド樹脂と変性したポリフェニレン
エーテル樹脂とからなる樹脂組成物に炭素繊維とガラス
フレークを配合する事により、薄肉成形品であっても、
耐薬品性、流動性、機械的性質、剛性に優れ、尚かつ成
形時のそり変形の少ない、バランスある成形用樹脂組成
物を見い出し本発明を完成した。

【０００５】すなわち、本発明は、メタキシリレン基含
有ポリアミド樹脂３０〜８０重量％と、不飽和脂肪族カ
ルボン酸もしくはその酸無水物を反応させて得られる変
性ポリフェニレンエーテル樹脂７０〜２０重量％とから
なる（ここで重量％の合計は１００重量％とする）樹脂
組成物１００重量部に炭素繊維５〜２５重量部およびガ
ラスフレーク５〜２５重量部を配合してなる樹脂組成
物、及びメタキシリレン基含有ポリアミド樹脂４０〜９
９重量％にポリアミド６６を６０〜１重量％配合させた
（ここで、重量％の合計は１００重量％とする）ポリア
ミド樹脂混合物３０〜８０重量％と、不飽和脂肪族カル
ボン酸もしくはその酸無水物を反応させて得られる変性
ポリフェニレンエーテル樹脂７０〜２０重量％とからな
る（ここで、重量％の合計は１００重量％とする）樹脂
組成物１００重量部に炭素繊維５〜２５重量部およびガ
ラスフレーク５〜２５重量部を配合してなる樹脂組成
物、に関する発明である。

【０００６】本発明で用いられるメタキシリレン基含有
ポリアミド樹脂（以下、ＭＸナイロンということがあ
る）はメタキシリレンジアミン単独、又はメタキシリレ
ンジアミン６０重量％以上と、パラキシリレンジアミン
４０重量％以下とのジアミン混合物と炭素数６から１２
のα、ω−直鎖脂肪族二塩基酸、たとえば、アジピン
酸、セバシン酸、スベリン酸、ウンデカン酸、ドデカン
二酸との重縮合反応によって合成されるポリアミド樹脂
である。ＭＸナイロンの中でも成形性、物性等のバラン
スを考慮すると上記α、ω−直鎖脂肪族二塩基酸として
アジピン酸が特に好適である。本発明に用いられるポリ
アミド６６は、本組成物の成形性すなわち成形時のサイ
クル時間を短縮するための効果がある。

【０００７】ＭＸナイロンに対するポリアミド６６の配
合割合は、成形性の短縮面のみからみれば広い範囲にわ
たって効果があるが、成形用樹脂組成物の物理的性能を
も併せて考慮した場合、その配合割合は、ＭＸナイロン
４０〜９９重量％に対しポリアミド６６ ６０〜１重量
％が好ましく（ここで、重量％の合計は１００重量％と
する）、ポリアミド６６の配合量がこの範囲より少ない
場合には、期待する成形サイクルの短縮には効果がな
く、またこの範囲より多い場合には、得られる組成物の
吸水による強度低下、寸法変化が大きく実用上不都合を
生じる。本発明で使用されるポリフェニレンエーテル樹
脂は、一般式

【０００８】

【化１】

【０００９】で表わされる構造単位を主鎖に持つもので
ありホモポリマー、コポリマーまたはグラフトポリマー
のいずれでもよい。ポリフェニレンエーテル樹脂として
具体的には、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニ
レン）エーテル、ポリ（２，６−ジエチル−１，４−フ
ェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジプロピル−１，
４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−エ
チル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチ
ル−６−プロピル−１，４−フェニレン）エーテル等が
例示できるが、特にポリ（２，６−ジメチル−１，４−
フェニレン）エーテル、２，６−ジメチルフェノール、
２，３，６−トリメチルフェノール共重合体およびこれ
らにスチレンをグラフト重合したグラフト共重合体等が
好ましい。

【００１０】本発明で用いられる変性ポリフェニレンエ
ーテル樹脂は、ポリフェニレンエーテル樹脂と不飽和脂
肪族カルボン酸もしくは、その酸無水物を無触媒下に溶
融混合してもしくは触媒存在下に反応させて得られる。
ポリフェニレンエーテル樹脂の変性に不飽和脂肪族カル
ボン酸の酸無水物を使用する場合は無触媒下に、不飽和
脂肪族カルボン酸の酸無水物とポリフェニレンエーテル
樹脂とを溶融混合状態で反応させて変性ポリフェニレン
エーテル樹脂を得る事ができる。

【００１１】この場合、溶融混合する方法としては、ニ
ーダー、バンバリーミキサー、押出機等、特に制限はな
いが、操作性等を考慮すると押出機を用いるのが好まし
い。不飽和脂肪族カルボン酸の酸無水物としては無水マ
レイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が例示
でき、この中でも特に無水マレイン酸が好ましい。ポリ
フェニレンエーテル樹脂の変性に必要な前記酸無水物の
使用割合は、ポリフェニレンエーテル樹脂 １００重量
部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは、０．
１〜１重量部である。 前記酸無水物の使用割合が、ポ
リフェニレンエーテル樹脂 １００重量部に対して０．
０１重量部未満の場合には、ポリフェニレンエーテル樹
脂と混合ポリアミド樹脂との相溶性の改善効果が小さ
く、強靭性のある組成物が得難い。 又、前記酸無水物
の使用割合が、ポリフェニレンエーテル樹脂 １００重
量部に対して１０重量部を越える場合は、過剰の酸無水
物が熱分解し、その結果、耐熱性の低下や外観不良等実
用上の不都合を生じる。ポリフェニレンエーテル樹脂の
変性に不飽和脂肪族カルボン酸を使用する場合は、必要
に応じて、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオ
キサイドおよびクメンハイドロパーオキサイド等のラジ
カル発生剤を触媒として使用する事ができる。

【００１２】ポリアミド樹脂混合物に対する変性ポリフ
ェニレンエーテル樹脂の配合割合は広い範囲で選択する
事が可能であり、好ましくは、ポリアミド樹脂混合物３
０〜８０重量％に対し、変性ポリフェニレンエーテル樹
脂７０〜２０重量％である。ポリアミド樹脂混合物３０
重量部に対して変性ポリフェニレンエーテル樹脂が７０
重量部を越える場合は、流動性が悪く成形加工性が低下
する。又、ポリアミド樹脂混合物８０重量部に対して変
性ポリフェニレンエーテル樹脂２０重量部未満では、ポ
リアミド樹脂の結晶性に起因する成形収縮率が大きい事
により、成形品のそりが十分改良できない。本発明の樹
脂組成物にエラストマーを添加すると更に耐衝撃性の向
上の効果がある。

【００１３】本発明で使用できるエラストマーは、水素
添加ブロック共重合弾性体で、Ａ−Ｂ−Ａ型の構造をし
ており、Ａ及びＢはそれぞれ重合体ブロックを示し、中
心ブロックＢは、共役ジエン系炭化水素化合物、通常は
ブタジエンの重合体からなり水素添加する前はポリブタ
ジエンブロックであるが水素添加することにより、ポリ
ブタジエン中の二重結合が飽和炭化水素に転化されてい
るブロックであり、末端ブロックＡはビニル芳香族炭化
水素ブロックを示し、好適にはポリスチレンからなるブ
ロックである。末端ブロックＡの分子量は、 4,000 〜11
5,000、好ましくは 5,000〜15,000であり、一方、中心ブ
ロックＢの分子量は、20,000〜450,000、好ましくは、2
5,000〜100,000 であることが望ましい。

【００１４】本発明の樹脂組成物に使用する水素添加ブ
ロック共重合弾性体を配合する場合の配合量はキシリレ
ン基含有ポリアミド樹脂および変性ポリフェニレンエー
テル樹脂からなる樹脂組成物１００重量部に対して、１
〜１５重量部である。上記範囲未満であると、耐衝撃性
向上の改良効果が少なく、上記範囲を超えると剛性の低
下をきたし好ましくない。

【００１５】本発明に使用する炭素繊維は、樹脂の補強
材として使用できるものであれば制限はなくロービング
もしくはチョップトストランドのいずれであってもよい
が、通常繊維長が０．１〜２５ｍｍ、好ましくは１〜６
ｍｍ、平均繊維径が７〜２０μｍのものが望ましい。繊
維長があまり長いと、成形品のそり変形量が大きくな
り、又、あまり短かいと強度や剛性への補強効果が乏し
い。又、炭素繊維の種類としては、ＰＡＮ系の炭素繊維
でも、ピッチ系の炭素繊維でも、いずれの炭素繊維も使
用する事ができる。

【００１６】本発明で用いられる炭素繊維の配合量は、
ポリアミド樹脂とポリフェニレンエーテル樹脂からなる
樹脂組成物１００重量部に対して炭素繊維５〜２５重量
部である。上記樹脂組成物１００重量部に対して炭素繊
維の配合量が５重量部未満の場合には、強度や剛性への
補強効果が得られない。又、上記樹脂組成物１００重量
部に対して炭素繊維の配合量が２５重量部を越える場合
は、組成物の製造に支障をきたしたり、射出成形時での
流動性が低下し、薄肉成形品の成形が困難になる。

【００１７】本発明で用いられるガラスフレークは、そ
の形状が箔片鱗片状を有している為、成形品のそり変形
を防止、及びウエルド部の強度を改良する効果があり、
更に材料組成物の剛性を高める為にも有効である。本発
明で用いられるガラスフレークの平均粒子径は、３００
μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下である。平均粒子
径が１５０μｍ以下の場合には、表面平滑性の優れたも
のが得られる。 本発明で用いられるガラスフレーク
は、それが表面無処理のものであっても良く、又、シラ
ンカップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカ
ップリング剤で表面処理したものであっても良いが、カ
ップリング剤で処理したものが好ましい。

【００１８】本発明で用いられるガラスフレークの配合
割合は、ポリアミド樹脂と変性ポリフェニレンエーテル
樹脂とからなる樹脂組成物１００重量部に対して５〜２
５重量部である。上記樹脂組成物１００重量部に対して
ガラスフレークの配合量が５重量部未満の場合には、剛
性の改良効果が得られなく、そりの防止効果も得られな
い。又、上記樹脂組成物１００重量部に対してガラスフ
レークの配合量が２５重量部を越える場合には、組成物
の比重が高くなること、あるいは、射出成形時での流動
性が低下し、薄肉成形品の成形が困難になる。

【００１９】本発明の樹脂組成物の比重は、１．３５以
下、好ましくは１．３０以下であることが望ましい。
本発明の樹脂組成物の主たる目的は、電子機器の軽量化
であり、比重が１．３５を越えると製品重量が増し、実
用性に欠ける虞がある。本発明のポリアミド樹脂組成物
を成形して得られる成形品の曲げ弾性率は、90,000 kgf
／cm² 以上、好ましくは、120,000 kgf／cm² 以上である
ことが望ましい。上記曲げ弾性率が90,000 kgf／cm² 未
満の場合は、荷重に対する成形品のたわみが大きくなる
ため、薄肉成形品を得ることが困難となる虞がある。

【００２０】本発明の樹脂組成物の流動性は、深さ１ｍ
ｍ、幅２０ｍｍのキャビティを使用し、樹脂温度２８０
℃、金型温度１３０℃で測定した値がバ−フロ−長で１
００ｍｍ以上、好ましくは１２０ｍｍ以上が望ましい。
バ−フロ−長が１００ｍｍ未満であると充填不良や成形
品外観不良が生じ目的とする薄肉軽量化成形品の成形が
困難となる虞がある。又、本発明のポリアミド樹脂組成
物には、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維や酸化亜鉛
等のウィスカーを配合する事が出来るが、樹脂組成物の
比重が増大する為、その配合の許容量は本発明のポリア
ミド樹脂組成物中で１０重量％以下が望ましい。

【００２１】更に、本発明の樹脂組成物には、必要に応
じて、高分子材料に用いられている各種添加剤、例えば
安定剤、染顔料、離型剤、滑剤、充填剤等を適宜配合す
る事ができる。本発明の樹脂組成物は、通常の単軸又
は、二軸押出機を用いて、溶融混練する方法で製造する
事が出来る。

【００２２】

【発明の効果】本発明のポリアミド樹脂組成物の使用に
より家電製品、ＯＡ機器などの電子機器を小型化、軽量
化することが可能である。

【００２３】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
る。尚、実施例中特にことわりのないかぎり、「部」は
「重量部」を表わす。実施例１〜４および比較例３〜５
の射出成形条件は、樹脂温度２８０℃、金型温度１３０
℃、射出圧１１００ kgf／cm² とした。又、比較例１〜
２の射出成形条件は、樹脂温度２２０℃、金型温度５０
℃、射出圧１１００ kgf／cm² とした。

【００２４】評価は以下の方法によった。 比重 ：ＡＳＴＭ Ｄ７９２ 曲げ強度 ：ＡＳＴＭ Ｄ７９０ 曲げ弾性率 ：ＡＳＴＭ Ｄ７９０ アイソ゛ット 衝撃強度：ＡＳＴＭ Ｄ２５６ （1/4インチ、 ノッチ付き） 熱変形温度 ：ＡＳＴＭ Ｄ６４８ 流動長：流動性（バ−フロ−長）は、幅２０ｍｍ、
深さ１ｍｍの流路をもつ金型（温度：１３０℃）を用
い、実施例１〜４、及び比較例３〜４では、樹脂温度２
８０℃、射出圧力１１００kgf/cm2 の条件下で成形し、
比較例１〜２では、樹脂温度２２０℃、射出圧力１１０
０ kgf/cm²の条件下で測定した。

【００２５】 成形性 ：寸法が９０×９０×１ｍｍ
の角板、及び径が４”で厚みが１／１６”の円板を成形
し、その成形性を評価した。表１及び表２中の成形性の
評価結果の流動性の表示は以下の通りである。良；成形
時の流動性が良好であり、角板及び円板の成形が可能で
あった。不可；成形時の流動性が悪く、角板及び円板の
成形が不可能であった。 そ り：角板及び円板を成形してから２４時間後
に、該成形品を三次元測定機を使用して平面度を測定し
た。

【００２６】実施例１ ２５℃、クロロホルム中で測定した固有粘度０．４５ｄ
l ／ｇのポリフェニレンエーテル（以下、ＰＰＥと記す
ことがある）５ｋｇにして無水マレイン酸２５ｇを加
え、スーパーミキサーで３分間混合した後、二軸押出機
により加熱溶融下に混練し、無水マレイン酸変性ＰＰＥ
（以下、変性ＰＰＥと記すことがある）を得た。変性Ｐ
ＰＥ ５０部とメタキシリレンジアミンとアジピン酸と
から重縮合によって得られた数平均分子量16,000のポリ
メタキシリレンアジパミド（以下ナイロンＭＸＤ６と記
す）５０部、炭素繊維（繊維の平均径：１０μｍ、チョ
ップの平均長さ：６ｍｍ）１０部、及びガラスフレーク
（少なくとも７０％が平均粒径：３００μｍ以下、アミ
ノシラン処理したもの）１０部をタンブラーでドライブ
レンドした後２８５℃に設定した押出機にて溶融混合
し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を射出成形
機にて、ＡＳＴＭに規定されたテストピースを成形し
た。配合組成と評価結果を表１にまとめて示す。

【００２７】実施例２ 実施例１に記したマレイン酸変性ＰＰＥを製造する際、
ＰＰＥ４５部に対しゴム成分としてポリスチレン、エチ
レン、ブチレン型のブロック共重合体（シェル化学製、
商品名：クレイトンＧ１６５０）を５部配合することに
より、ゴム含有の無水マレイン酸変性変性ＰＰＥを得
た。このゴム含有の無水マレイン酸変性ＰＰＥとポリア
ミド６６を使用した以外は、実施例１と同様に樹脂組成
物を得た。得られた樹脂組成物を射出成形機にて、ＡＳ
ＴＭに規定されたテストピースを成形した。 評価結果
を表１に示す。

【００２８】実施例３および実施例４ 実施例２で使用したと同様の無水マレイン酸変性ＰＰ
Ｅ、ナイロンＭＸＤ６、ポリアミド６６、炭素繊維及び
ガラスフレークを表１に示した重量比でタンブラーにと
りドライブレンドした後、実施例１と同様の方法で樹脂
組成物を得た。得られた樹脂組成物を射出成形機にて、
ＡＳＴＭに規定されたテストピースを成形した。テスト
ピースの評価結果を表１に示す。上記の実施例１〜４に
おいては、成形性も良く、曲げ弾性率も高く、又、成形
時のそりについても良好であり、実用的にも満足すべき
ものであった。

【００２９】比較例１ 実施例１と同様の方法で、ＡＢＳ樹脂（中衝撃グレー
ド）単独のテストピースを作製し、評価を行なった。
結果を表２に示す。本比較例では、成形性、反りは良好
であるが弾性率が低いという欠点を有していた。 比較例２ ＡＢＳ樹脂（中衝撃グレード）１００部に実施例１で用
いたと同様の炭素繊維を２０部を配合した樹脂組成物を
使用し、実施例１と同様の方法でテストピースを作製し
た。評価結果を表２に示す。本比較例では、流動性が悪
く角板の成形が不可能であった。

【００３０】比較例３ 実施例１で使用したと同様のナイロンＭＸＤ６、変性Ｐ
ＰＥ、炭素繊維およびガラスフレークを用い表２に示し
た配合比で、実施例１と同様にしてテストピースを作製
し、評価を行なった。結果を表２に示す。本比較例で
は、流動性が悪く、厚角板の成形が出来なかった。

【００３１】比較例４ 実施例１で使用したと同様のナイロンＭＸＤ６ １００
部と炭素繊維１５部を用いて、実施例１と同様の方法で
テストピースを作製し、評価を行なった。評価結果を表
２に示す。比較例１では曲げ弾性率が低く、比較例２及
び３では成形性が悪く、比較例４では成形品のそりが大
きく、いずれも実用的なものは得られなかった。

【表１】

【表２】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂３
   ０〜８０重量％と、不飽和脂肪族カルボン酸もしくはそ
   の酸無水物を反応させて得られる変性ポリフェニレンエ
   ーテル樹脂７０〜２０重量％とからなる（ここで、重量
   ％の合計は１００重量％とする）樹脂組成物１００重量
   部に、炭素繊維５〜２５重量部およびガラスフレーク５
   〜２５重量部を配合してなるポリアミド樹脂組成物。
2. 【請求項２】 メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂３
   ０〜８０重量％と、不飽和脂肪族カルボン酸もしくはそ
   の酸無水物を反応させて得られる変性ポリフェニレンエ
   ーテル樹脂７０〜２０重量％とからなる（ここで、重量
   ％の合計は１００重量％とする）樹脂組成物１００重量
   部に、水素添加Ａ−Ｂ−Ａ型ブロック共重合弾性体（こ
   こでＡはビニル芳香族炭化水素の重合ブロックを、Ｂは
   共役ジエン系炭化水素化合物の重合ブロックを示す）１
   〜１５重量部、炭素繊維５〜２５重量部およびガラスフ
   レーク５〜２５重量部を配合してなるポリアミド樹脂組
   成物。
3. 【請求項３】 請求項１もしくは請求項２のポリアミド
   樹脂組成物であって、該樹脂組成物の流動性がバ−フロ
   ー長で１００ｍｍ以上（深さが１ｍｍ、幅２０ｍｍのキ
   ャビティを使用し、樹脂温度２８０℃、金型温度１３０
   ℃で測定した値）であり、該樹脂組成物より得られる成
   形品の曲げ弾性率が９０，０００kgf／cm² 以上、比重
   が１．３５以下であり、且つそりの少ないことを特徴と
   するポリアミド樹脂組成物。
4. 【請求項４】 メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂４
   ０〜９９重量％にポリアミド６６を６０〜１重量％配合
   させた（ここで、重量％の合計は１００重量％とする）
   ポリアミド樹脂混合物３０〜８０重量％と、不飽和脂肪
   族カルボン酸もしくはその酸無水物を反応させて得られ
   る変性ポリフェニレンエーテル樹脂７０〜２０重量％と
   からなる（ここで、重量％の合計は１００重量％とす
   る）樹脂組成物１００重量部に、炭素繊維５〜２５重量
   部及びガラスフレーク５〜２５重量部を配合してなるポ
   リアミド樹脂組成物。
5. 【請求項５】 メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂４
   ０〜９９重量％にポリアミド６６を６０〜１重量％配合
   させた（ここで、重量％の合計は１００重量％とする）
   ポリアミド樹脂混合物３０〜８０重量％と、不飽和脂肪
   族カルボン酸もしくはその酸無水物を反応させて得られ
   る変性ポリフェニレンエーテル樹脂７０〜２０重量％と
   からなる（ここで、重量％の合計は１００重量％とす
   る）樹脂組成物１００重量部に、水素添加Ａ−Ｂ−Ａ型
   ブロック共重合弾性体（ここでＡはビニル芳香族炭化水
   素の重合ブロックを、Ｂは共役ジエン系炭化水素化合物
   の重合ブロックを示す）１〜１５重量部、炭素繊維５〜
   ２５重量部およびガラスフレーク５〜２５重量部を配合
   してなるポリアミド樹脂組成物。
6. 【請求項６】 請求項４もしくは請求項５のポリアミド
   樹脂組成物であって該樹脂組成物の流動性がバ−フロー
   長で１００ｍｍ以上（深さが１ｍｍ、幅２０ｍｍのキャ
   ビティを使用し、樹脂温度２８０℃、金型温度１３０℃
   で測定した値）であり、該樹脂組成物より得られる成形
   品の曲げ弾性率が９０，０００ kgf／cm² 以上、比重が
   １．３５以下であり、且つそりの少ないことを特徴とす
   るポリアミド樹脂組成物。